共同利用

層流―乱流遷移における動的渦群の普遍性発⾒理論の開発


種別 一般研究-短期研究員
研究計画題目 層流―乱流遷移における動的渦群の普遍性発⾒理論の開発
研究代表者 松浦一雄(愛媛⼤学⼤学院理⼯学研究科・准教授)
研究分野のキーワード 流体⼒学,渦,機械学習,層流―乱流遷移,圧縮性Navier-Stokes⽅程式,直接計算
目的と期待される成果 流れが層流から乱流に遷移する際の⾮線形⼒学挙動の正確な予測と信頼性の⾼い法則に基づく「遷移・乱流デザイン」は流体⼒学における中⼼課題の⼀つである。境界層遷移は,ガスタービン,航空機,パイプラインなど様々な産業上の場⾯で効率,機体安定性,騒⾳・振動に関連して問題となる。運動量輸送やエネルギ散逸によるエントロピ増⼤に関わり,境界層剥離の抑制,離散周波数騒⾳の低減,熱・物質移動の迅速化や摩擦抵抗の増⼤など⼯学的にメリット・デメリットなど相反する効果を持つため,乱流状態を如何に活⽤するのかロバストな法則に裏打ちされた事前設計が重要となる。これまで,さまざまな線形・⾮線形安定性解析や直接シミュレーション(DNS)により遷移過程が調べられてきたが,強い⾮線形性や⼤規模⾃由度のため,今なお乱流の発⽣とその維持機構には曖昧さが残る。Navier-Stokes⽅程式に基づく遷移シミュレーションと機械学習などビッグデータサイエンスの⼀層の融合が遷移やそれに続く乱流挙動の法則発⾒とその理解に繋がると期待される。そこで本研究は,圧縮性DNSを実施し,得られる⼤規模⾮定常データをデータマイニングし,層流―乱流遷移における動的渦群の⼒学挙動を⽀配する普遍機構を発⾒できる機械学習理論の開発を⾏う。
組織委員(研究集会)
参加者(短期共同利用)
松浦一雄(愛媛大学・准教授)